Base de senyes espacial

Una base de senyes espacial (spatial database) és un sistema administrador de bases de senyes que maneja senyes existents en un espai o senyes espacials.

En este tipo de bases de senyes és imprescindible establir un quadro de referència (un SRE, Sistema de Referència Espacial) per a definir la localisació i relació entre objectes, ya que les senyes tractades en este tipo de bases de senyes tenen un valor relatiu, no és un valor absolut. Els sistemes de referència espacial poden ser de dos tipos: georreferenciados (aquells que s'establixen sobre la superfície terrestre. Són els que normalment s'utilisen, ya que és un domini manipulable, perceptible i que servix de referència) i no georreferenciados (són sistemes que tenen valor físic, pero que poden ser útils en determinades situacions).

La construcció d'una base de senyes geogràfica implica un procés d'abstracció per a passar de la complexitat del món real a una representació simplificada que puga ser processada pel llenguage de les computadores actuals. Este procés d'abstracció té diversos nivells i normalment comença en la concepció de l'estructura de la base de senyes, generalment en capes; en esta fase, i depenent de l'utilitat que es vaja a donar a l'informació a compilar, se seleccionen les capes temàtiques a incloure.

L'estructuració de l'informació espacial procedent del món real en capes comporta cert nivell de dificultat. En primer lloc, la necessitat d'abstracció que requerixen els computadors implica treballar en primitives bàsiques de dibuix, de tal forma que tota la complexitat de la realitat ha de ser reduïda a punts, llínees o polígons.

En segon lloc, existixen relacions espacials entre els objectes geogràfics que el sistema no pot obviar; la topología, que en realitat és el método matemàtic-llògic usat per a definir les relacions espacials entre els objectes geogràfics pot aplegar a ser molt complexa, ya que són molts els elements que interaccionen sobre cada aspecte de la realitat.

Senyes espacials

Informació del món real realisat en capes temàtiques.

Un model de senyes geogràfic és una abstracció del món real que ampra un conjunt d'objectes date, per a soportar el desplegament de mapes, consultes, edició i anàlisis. Les senyes geogràfiques, presenten l'informació en representacions subjectives a través de mapes i símbols, que representen la geografia com a formes geomètriques, rets, superfícies, ubicacions i imàgens, als quals se'ls assignen els seus respectius atributs que els definixen i descriuen.

Una senya espacial és una variable associada a una localisació de l'espai. Normalment s'utilisen senyes vectoriales, els quals poden ser expressats per mig de tres tipos d'objectes espacials.

Punts

Es troben determinats per les coordenades terrestres mides per latitut i llongitut. Per eixemple, ciutats, accidents geogràfics puntuals, fites.

Llínees

Objectes oberts que cobrixen una distància donada i comuniquen varis punts o nodos, encara que per la forma esfèrica de la terra també se li consideren com a arcs. Llínees telefòniques, carreteres i vies de trens són eixemples de llínees geogràfiques.

Polígons

Figures planes conectades per distintes llínees o objectes tancats que cobrixen un àrea determinada, com per eixemple països, regions o llac.

D'esta forma l'informació sobre punts, llínees i polígons s'almagasena com una colecció de coordenades (x, i). L'ubicació d'una característica puntual, poden descriure's en un sol punt (x, i). Les característiques llineals, poden almagasenar-se com un conjunt de punts de coordenades (x, i). Les característiques poligonales, poden almagasenar-se com un circuit tancat de coordenades. L'atra forma d'expressar senyes espacials és per mig de rasterización, la qual, a través d'una malla que permet associar senyes a una image; és dir, es poden relacionar paquets d'informació als píxelés d'una image digitalisada.

Les senyes espacials ademés es caracterisen per la seua naturalea georreferenciada i multidireccional. La primera es referix que la posició relativa o absoluta de qualsevol element sobre l'espai conté informació valiosa, puix la localisació deu considerar-se explícitament en qualsevol anàlisis. Per multidireccional s'entén a que existixen relacions complexes no llineals, és dir que un element qualsevol es relaciona en el seu veí i ademés en regions lluntanes, per lo que la relació entre tots els elements no és unidireccional. És dir, tots els elements es relacionen entre sí, pero existix una relació més profunda entre els elements més propencs. Com destacava Tobler: "tot té que vore en tot, pero les coses propenques estan més relacionades que les coses lluntanes".

Àlgebra

l'àlgebra utilisada es denomina àlgebra ROSE (RObust Spatial Extension) el qual està basada en els tipos de senyes espacials reals (STD - spatial data types), pero en este cas, els objectes no estan definits en l'espai Euclidiano continu sino que en térmens de la malla que discretiza l'espai, açò degut a que els càlculs computacionals són discrets. Els operadors espacials es definixen de la següent forma.

Operadors de selecció

Query puntual (PQ)

Donat un punt p, trobar tots els objectes espacials O que ho contenen.

• PQ(p)={O|p pertany a O.G ≠ Ø}

Query de Ranc o regió (WQ)

Donat un polígon P de consulta, trobe tots els objectes O que intersecan P. Quan P és rectangular, es diu windows query.

• WQ(P)={O|O.G ∩ P.G ≠ Ø}

Agregació espacial

És una variant de busca per veí més propenc. Donat un objecte O’, trobe els objectes o que té una mínima distància d'o’.

• NNQ(o')={o|para tot o: dist(o'.G,o.G) ≤ dist(o'.G,o.G)}

Join espacial

És un dels més importants operadors. Quan dos taules R i S són unides basat en un predicat espacial θ, l'unió de les taules és cridada espacial. Una variant d'este operador en SIG és la superposició de mapes (map overlay). Este operador combina dos conjunts d'objectes espacials per a formar un nou conjunt. Les fronteres d'este conjunt són determinades pels atributs no espacials assignats per l'operació de superposició. Per eixemple, si l'operació assigna un mateix valor d'un atribut no espacial a dos objectes veïns, ells es junten o mesclen.